CN101716362B - 一种含二氧化氯的杀菌消毒材料及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含二氧化氯的杀菌消毒材料，其以非织造布为基质，在基质表面固定有可释放二氧化氯的物质，所述可释放二氧化氯的物质为含二氧化氯的微胶囊、纳米微球或聚合物微球。本发明使二氧化氯固定在非织造布上，缓慢释放，从而达到高效杀菌，消毒的目的。优选利用微胶囊技术使二氧化氯有效稳定缓释，同时在制备微胶囊的过程中还可以加入非还原性香料，掩盖二氧化氯的特殊气味。

Description

一种含二氧化氯的杀菌消毒材料及其应用

技术领域

本发明涉及一种含二氧化氯的杀菌消毒材料及其应用。

背景技术

二氧化氯是目前公认的一种高效、低毒、快速、广谱的第四代新型杀菌消毒剂，以极强的杀菌力、不致癌、无二次污染的特性被世界卫生组织(WHO)列为A1级消毒剂。经美国环境保护署(EPA)和食品药物管理局(FDA)批准，用于食品保鲜、加工、饮用水的消毒、杀菌、除臭以及工业、农业及医疗卫生中。因其对细菌、真菌、病毒、芽孢有100％的杀菌率，国外已广泛用于医用消毒，尤其在口腔领域的消毒，但在我国还未推广应用。限制二氧化氯应用的主要原因是因为其不稳定性，受热或遇光易分解，常温下水溶液只能保存8小时，很难长期储存。因此寻求有效的手段将二氧化氯稳定化显得尤为重要。

微胶囊化技术是指将固体、液体或气体包埋在微小而密封的胶囊中，使其只有在特定条件下才会以控制速率释放的技术。其中，被包埋的物质称为芯材，包括香精香料、酸化剂、甜味剂、色素、脂类、维生素、矿物质、酶、微生物、气体以及其它各种饲料添加剂。包埋芯材实现微囊胶化的物质称为壁材。

微胶囊技术的优势在于形成微胶囊时，囊芯被包覆而与外界隔离，它的性质能毫无影响的保留下来，壁材的化学组成、厚度、硬度、孔径大小可以控制囊芯的释放速度，这种具有控制释放速率功能的微胶囊在香水、医药、农药等方面得到了广泛的应用。

传统使用的口罩都是采用纱布制成的，用于医用卫生防护必须符合国家标准。目前国际上主要执行两个防护口罩标准是美国标准和欧洲标准。N95级即表示可防护非油性颗粒过滤效能为95％，是所有认证等级中最基本的一个等级。我国颁布的防护口罩的标准，主要参照了美国标准，技术要求至少要达到N95的标准。

目前市场上销售的医用防护口罩所采用的技术都是以过滤为主，即：用0.075微米氯化纳气溶胶进行测试，对其阻隔效率至少要大于95％。病毒的直径通常在0.08-0.12微米，细菌的直径通常在0.5微米左右，所以此类口罩可以有效地把病毒浓度降地到对人不具有威胁性，或威胁极低的程度，但口罩本身不具有杀菌或消毒的功能。这些口罩所依赖的技术仅是一种被动的机械过滤设计，依附在此类口罩上的微生物或口罩内的微生物能够继续存活好几个小时，极大增强了交叉传染的可能性。有鉴于此，突破传统的杀菌，消毒防护口罩成为呼吸系统防护用品的研究热点。

发明内容

本发明的目的是提供一种含二氧化氯的高效杀菌消毒材料。

本发明进一步的目的是提供上述材料在医用杀菌消毒产品中的应用。

本发明更进一步的目的是提供一种用上述材料制作的医用防护口罩，其具有优异的防护性能和杀菌消毒作用。

为达到上述目的，本发明的技术方案提供一种含二氧化氯的杀菌消毒材料，其以非织造布为基质，在基质表面固定有可释放二氧化氯的物质。所述可释放二氧化氯的物质为含二氧化氯的微胶囊、纳米微球或聚合物微球。

本发明的杀菌消毒材料，所述非织造布的纤维原料选自天然纤维，其包括棉、麻、毛、丝、甲壳素等；或化学纤维，其包括丙纶(聚丙烯纤维)，涤纶(聚酯纤维)，锦纶(聚酰胺纤维)，维纶(聚乙烯醇纤维)，聚丙烯腈纤维，黏胶纤维，醋酯纤维等中的一种或几种；所述纤维原料的平均纤度在2μm以下。所述纤维原料的平均纤度优选在0.3μm以下的超细纤维。

本发明的杀菌消毒材料，其中所述可释放二氧化氯的物质为可缓慢、稳定的释放活性二氧化氯的物质，如含二氧化氯的微胶囊，纳米微球或聚合物微球，其优选含二氧化氯的微胶囊。通过微胶囊的特性使二氧化氯固定在非织造布上，并且在空气中的二氧化碳和水的作用下缓慢释放，从而达到高效杀菌，消毒的目的。具体的说就是以天然碳水化合物及其衍生物或化学合成高分子材料为壁材，以二氧化氯气体或二氧化氯水溶液为囊芯，通过物理或化学的方法形成微胶囊，所形成的微胶囊即可以使二氧化氯稳定化，又可以在空气中的二氧化碳和水的作用下稳定的释放二氧化氯。其中天然碳水化合物及其衍生物，包括变性淀粉，麦芽糊糖，玉米糖浆，环糊精，蔗糖，壳聚糖，纤维素，葡聚糖，石蜡，蜂蜡，硬脂酸甘油酯，明胶，卵磷脂，蛋白质；化学合成高分子材料，包括聚乙烯醇，聚氨酯。所述芯材(囊芯)还可以包括非还原性香料。

上述杀菌消毒材料的制备方法为：将可释放二氧化氯的物质和粘合剂按1∶5-10的比例混合后，制成涂料，然后涂覆在非织造布的任一面上，清洗干净后高温烘干，使涂料固着在非织造布上。粘合剂可采用任何已知的、在售的粘合剂，其不与二氧化氯起反应即可。

通常，二氧化氯浓度在0.1-10ppm即可以达到99％的杀菌率，而动物实验表明浓度在200ppm时也无任何副作用。本发明将含5ppm二氧化氯的微胶囊固定在非织造布上，经测定，30公分内二氧化氯的浓度可以维持在0.05-5ppm，一年内稳定，因此当细菌、病毒接近非织造布而尚未接触到表面时，就会被二氧化氯迅速杀灭，避免了细菌、病毒在材料上的吸附累积。

本发明的杀菌消毒材料可广泛应用在医用杀菌消毒产品中。如手术用罩衫、帽套、鞋套、口罩、面罩、医院病人、病床床单、垫褥、枕套、防菌帘布；湿毛巾、棉球、消毒包布；医用胶布底布、绷带底布、伤口敷布、伤口软垫、吸血布等等。

进一步地，本发明提供一种医用防护口罩，包括口罩本体，所述口罩本体由外到内包括杀菌消毒层、过滤层、和亲肤层，其中所述杀菌消毒层是用上述杀菌消毒材料制成的。所述三者经复合缝制而成一口罩本体。所述的杀菌消毒层可以缓慢释放出二氧化氯气体，30公分内所释放的二氧化氯气体浓度＞0.05ppm，从而达到远程杀菌、消毒的效果；所述的过滤层采用活性碳复合纤维为材质的过滤材料；所述的亲肤层采用以天然纤维为材质的非织造布，优选为纯棉布。

本发明的医用防护口罩，其中所述口罩本体的上缘设置有一鼻夹，鼻夹由可弯折的可塑性材料制成，长度不小于8.5cm；所述口罩本体的四周边缘采用弹性针织布包边，并镶有密封条，能与人脸紧密贴合；所述口罩为拱形口罩，横径不小于14cm，纵径不小于14cm。

上述技术方案具有如下优点：

(1)本发明使二氧化氯固定在非织造布上，缓慢释放，从而达到高效杀菌，消毒的目的。优选利用微胶囊技术使二氧化氯有效稳定缓释，同时在制备微胶囊的过程中还可以加入非还原性香料，掩盖二氧化氯的特殊气味。

(2)本发明所提供的医用防护口罩，能够通过缓慢释放二氧化氯达到远程杀菌消毒的目的，避免了细菌、病毒在口罩上的吸附累积。

(3)本发明所提供的医用防护口罩，具有优异的防护性能、过滤效率达到95％以上，气体阻力小于25mmH₂O。其综合防护性能符合我国标准(GB19083-2003)N95等级的要求。

(4)本发明所提供的医用防护口罩采用多层次结构设计，质感柔软，佩戴舒适，透气性良好，鼻夹和密封圈可以弯曲适合不同脸型的人，拱形设计为口鼻形成了良好的透气空间。

(5)本发明提供的医用防护口罩具有杀菌，抗病毒，防病等功能，可预防病毒的飞沫传播，特别适合于医护人员、传染病患者、防止病毒传染的人员和含有大量细菌的环境，此外，本发明提供的口罩还可以净化空气，消除甲醛等有机毒气对人身体的伤害。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

含二氧化氯的微胶囊可以采用公知的微胶囊制造的物理或物理化学方法，例如喷雾干燥法、喷雾冷却法、挤压法、静电结合法、包络结合法、单凝聚法、复凝聚法、水相分离法。本申请给出了两种方法：(1)在20℃下，将质量比为0.1∶1∶5-10的非还原性香料，二氧化氯水溶液(2％-10％)与变性淀粉混合，充分搅拌，50℃下干燥5小时，研磨成200μm-800μm的微粒。

(2)在20℃下，配制10-20％(质量体积百分比)的环糊精乳浊液，加入1％(质量体积百分比)的非还原性香料，搅拌均匀，体系抽真空，搅拌下通入二氧化氯气体3-6小时，静置10-24小时，将析出的微胶囊沉淀滤出，50℃下干燥5小时，研磨成200μm-800μm的微粒。

二氧化氯的初始浓度在8-10ppm含二氧化氯的纳米微球制备方法如下：

聚苯乙烯纳米微球可通过市售直接购买，也可以通过以下方法制备：在三口烧瓶中加入100mL水和十二烷基硫酸钠，搅拌溶解至溶液澄清，再加入一定量磷酸三钠和苯乙烯，乳化一定时间后，滴加10mL含一定量过硫酸铵的水溶液(0.15h内滴完)，恒温反应一定的时间，将乳液在室温下搅拌，滴加氯化钙水溶液，用蒸馏水稀释，真空抽滤，用蒸馏水重复洗涤抽滤3次；再用乙醇洗涤抽滤3次，晾干，置于90℃烘箱内24h，干燥得到白色产品即聚苯乙烯纳米微球。

将稳定性二氧化氯，柠檬酸缓冲液，环糊精按照比例配成水溶液(20∶20∶60)，吸附在制备的聚苯乙烯纳米微球上即成含二氧化氯的纳米微球，用量为每10g吸附1mL混合液。

实施例1

将按照方法1制备的二氧化氯微胶囊和无甲醛粘合剂1∶5混合后，制成涂料，然后涂覆在超细纤维非织造布的任一面上，清洗干净后100℃高温烘干，使涂料固着在非织造布上，制成杀菌消毒材料。

实施例2

将按照方法2制备的二氧化氯微胶囊和无甲醛粘合剂1∶10混合后，制成涂料，然后涂覆在聚乙烯醇非织造布的任一面上，清洗干净后100℃高温烘干，使涂料固着在非织造布上，制成杀菌消毒材料。

实施例3

将含二氧化氯的纳米微球和无甲醛粘合剂1∶8混合后，制成涂料，然后涂覆在聚乙烯醇非织造布的任一面上，清洗干净后100℃高温烘干，使涂料固着在非织造布上，制成杀菌消毒材料。

实施例4

用上述杀菌消毒材料制作医用防护口罩，外到内包括：杀菌消毒层，过滤层，亲肤层，其中杀菌消毒层为实施例1或实施例2或实施例3所述的材料，过滤层采用活性碳复合纤维为材质的过滤材料，亲肤层采用纯棉布。将三者经复合缝制而成一口罩本体。医用防护口罩本体的上缘设置有一鼻夹，鼻夹由可弯折的可塑性材料制成，长度不小于8.5cm；口罩本体的四周边缘采用弹性针织布包边，并镶有密封条，能与人脸紧密贴合；口罩为拱形口罩，横径不小于14cm，纵径不小于14cm。

试验例：

实施例1的杀菌消毒材料的二氧化氯浓度测试，见下表：

距离	0公分	5公分	10公分	20公分	30公分
						二氧化氯浓度	4.8ppm	4.1ppm	2.3ppm	0.9ppm	0.05ppm

杀菌消毒层的杀菌效果(实施例1)：

微生物	可能引起的疾病	杀灭率(90秒)
			大肠杆菌	肠炎，腹泻，尿道炎，膀胱炎，肾盂肾炎，腹膜炎，阑尾炎，败血症	＞99.999
金黄色葡萄球菌	腹泻，急性肠炎，呕吐，发热	＞99.999
			铜绿假单胞菌	化脓性病变	＞99.999
白色念球菌	鹅口疮，阴道炎	＞99.999
			肺炎克雷伯氏菌	气管炎，肺炎，脑膜炎，泌尿系统炎症，创伤病变	＞99.999
白色葡萄球菌	呕吐，腹泻	＞99.999
			黑曲霉	粮食霉变	96.111

医用防护口罩的测试结果，见下表：

序号	杀菌消毒层	阻力mmH2O	透过率	过滤效率
					1	实施例1	18.65	2.78	97.32％
2	实施例2	19.36	2.93	96.81％

本发明用含二氧化氯的杀菌消毒材料制作的医用防护口罩，其防护效率＞95％，杀菌率＞99％，气流阻力＜25mmHg，完全符合国家标准《医用防护口罩技术要求》(GB19083-2003)中对消毒口罩的技术要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种含二氧化氯的杀菌消毒材料，其特征在于，以非织造布为基质，在基质表面固定有可释放二氧化氯的物质，所述可释放二氧化氯的物质为含二氧化氯的微胶囊；

所述杀菌消毒材料是用以下方法制备的：将可释放二氧化氯的物质和粘合剂按1：5-10的比例混合，制成涂料，然后涂覆在非织造布的任一面上，清洗干净后高温烘干，使涂料固着在非织造布上；

所述微胶囊的制备方法为：

在20℃下，将质量比为0.1：1：5-10的非还原性香料，2%-10%二氧化氯水溶液与变性淀粉混合，充分搅拌，50℃下干燥5小时，研磨成200μm-800μm的微粒；

或

在20℃下，配制10-20%质量体积百分比的环糊精乳浊液，加入1%质量体积百分比的非还原性香料，搅拌均匀，体系抽真空，搅拌下通入二氧化氯气体3-6小时，静置10-24小时，将析出的微胶囊沉淀滤出，50℃下干燥5小时，研磨成200μm-800μm的微粒。

2.如权利要求1所述的杀菌消毒材料，其特征在于，所述非织造布的纤维原料选自天然纤维或化学纤维，所述天然纤维选自棉、麻、毛、丝、甲壳素中的一种；所述化学纤维选自丙纶、涤纶、锦纶、维纶、聚丙烯腈纤维、黏胶纤维、醋酯纤维中的一种；所述纤维原料的平均纤度在2μm以下。

3.如权利要求2所述的杀菌消毒材料，其特征在于，所述纤维原料的平均纤度在0.3μm以下。

4.权利要求1-3任一项所述的杀菌消毒材料在医用杀菌消毒产品中的应用。

5.一种医用防护口罩，其特征在于，包括口罩本体，所述口罩本体由外到内包括杀菌消毒层、过滤层和亲肤层，其中所述杀菌消毒层是用权利要求1-3任一项所述的杀菌消毒材料制成的。

6.如权利要求5所述的医用防护口罩，其特征在于，所述口罩本体的上缘设置有一鼻夹，鼻夹由可弯折的可塑性材料制成；所述口罩本体的四周边缘采用弹性针织布包边，并镶有密封条，能与人脸紧密贴合；所述口罩为拱形口罩。